Această tehnică prin care apele pot fi purificate va juca un rol crucial în zone afectate de secetă

Cercetătorii de la National University of Singapore (NUS) au dezvoltat o nouă modalitate de tratare a apelor menajere, care este mult mai simplă, mai ieftină și mai ecologică decât metodele existente.

Condusă de profesorul asociat He Jianzhong de la NUS Civil and Environment Engineering, echipa NUS a găsit o nouă tulpină de bacterie numită Thauera sp., tulpina SND5 care poate elimina atât azotul, cât și fosforul din canalizare.

Această descoperire reduce semnificativ costurile operaționale ridicate și emisiile de gaze cu efect de seră asociate metodelor tradiționale de tratare a apelor uzate.

Noua metodă de tratare a apei dezvoltată de echipă este, de asemenea, în cursa pentru premiile International Water Association Project Innovation Awards 2021.

Un microb multitasking: elimină doi poluanți în același timp

În canalizare, azotul este prezent în amoniac, în timp ce fosforul este prezent în fosfați. O cantitate prea mare din ambii compuși riscă să polueze mediul înconjurător, așa că trebuie îndepărtați înainte ca apa tratată să poată fi eliberată spre uzul consumatorilor.

Majoritatea sistemelor de epurare existente folosesc reactoare separate pentru îndepărtarea azotului și a fosforului, cu condiții diferite pentru diferiți microbi. Un astfel de proces este costisitor, atât din punct de vedere al spațiului, cât și financiar vorbind.

Unele sisteme existente utilizează un singur reactor, dar sunt ineficiente, deoarece diferiți microbi din același reactor vor concura între ei pentru resurse. Acest lucru face dificilă menținerea echilibrului delicat între microbi, rezultând o eficiență generală mai mică.

O altă problemă cu metodele existente de tratare a apelor reziduale este că eliberează oxid de azot, un gaz cu efect de seră.

Noul microb al echipei NUS rezolvă această problemă, deoarece transformă amoniacul în azot inofensiv. În plus, s-a constatat că fosfații prezenți inițial în apa de canalizare au fost și ei îndepărtați.

Abordare mai rapidă, mai ieftină și mai ecologică

Această bacterie specială a fost descoperită într-o stație de tratare a apelor uzate din Singapore.

Când echipa de cercetare NUS a efectuat o monitorizare de rutină, au observat o îndepărtare neașteptată a azotului în rezervoarele aerobe, precum și îndepărtarea fosfatului mai bine decât se aștepta, în ciuda absenței bacteriilor cunoscute care îndepărtează fosforul.

“Acest lucru ne conduce la ipoteza apariției unui fenomen biologic nedescris anterior, pe care sperăm să îl înțelegem și să îl valorificăm pentru aplicații ulterioare”, a declarat conf. univ. He Jianzhong.

Cercetătorii NUS au prelevat apoi probe de apă uzată dintr-un rezervor, au izolat diverse tulpini de bacterii și le-au testat pe fiecare dintre ele pentru capacitatea lor de a elimina azotul și fosforul.

Una dintre tulpini, care a apărut ca pete lipicioase, cremoase, de culoare galben deschis pe mediul agar, a surprins cercetătorii prin capacitatea sa de a elimina atât azotul, cât și fosforul din apă.

De fapt, a făcut treaba mai repede decât ceilalți microbi testați.

Echipa NUS a secvențiat genele și le-a comparat cu bacteriile înrudite într-o bază de date globală. Apoi au stabilit că este o nouă tulpină.

În comparație cu procesele convenționale de îndepărtare a azotului de nitrificare și denitrificare, microbul nou identificat poate economisi aproximativ 62% din electricitate datorită cererii sale mai mici de oxigen.

Acest lucru are o mare semnificație, deoarece sistemul de aerisire dintr-o stație de tratare a apelor uzate poate consuma aproape jumătate din energia totală a centralei.

“Populația și creșterea economică au condus inevitabil la producerea mai multor ape uzate, deci este important să dezvoltăm noi tehnologii care costă mai puțin să funcționeze și produc mai puține deșeuri în ansamblu – toate acestea îndeplinind obiectivele de tratament”, a declarat conf. univ. He Jianzhong.

Între timp, cercetătorii NUS caută să-și testeze procesul la o scară mai mare și să formuleze o “supă” de mai mulți microbi pentru a spori performanța SND5.